任务驱动的遥感数据星地协同高效处理机制与方法

The high resolution satellite with wide coverage has big volume of data, which brings great pressure and challenge to the onboard data storage, processing and transmission capacity. This project focused on three aspects of research content, including (1) remote sensing data onboard/ground collaborative processing mechanism by task driven approach, (2) remote sensing data intelligent real-time onboard-ground collaborative processing method and (3) general onboard information processing platform architecture and building technology. And on this basis we develop the prototype of task-driven onboard/ground collaborative processing for remote sensing data and conduct validation experiments. The objective of the project is to break through two key scientific problems, which are task drive mechanism of remote sensing data onboard/ground cooperative processing and remote sensing data intelligent onboard compression mechanism based on coarse classification and sparse representation, and realize efficient synergy of data acquisition resources, computing resources, storage resources, transmission resources and processing algorithm resources. The research achievement of this project can provide the key theory and technology support for space information onboard acquisition, processing and real-time applications and lay the theoretical and methodological foundation for real-time data processing in Space Information Network.

针对高分辨率宽覆盖遥感影像数据量大，星上数据存储、处理与传输能力受限的问题，研究任务驱动的遥感数据星地协同处理机制、遥感数据星地协同智能实时处理方法、星上通用信息处理平台架构及构建技术，研制任务驱动的遥感数据星地协同处理原型样机并进行实验验证，突破任务驱动的遥感数据星地协同处理机制和基于区域分类和稀疏表征的星上数据智能压缩机理关键科学问题，实现星地数据获取资源、计算资源、存储资源、传输资源、接收资源、处理算法高效协同，为空间信息在轨获取、处理与实时应用提供关键理论和技术支撑，也为空间信息网络中高时效数据处理奠定理论和技术基础。

随着对地观测技术的发展，对地观测逐步迈向高分辨率、宽覆盖的自动化、智能化观测时代，任务驱动的遥感数据星地协同高效处理机制是智能化对地观测的重要体现，也是空间信息网络建设的重要研究内容。本项目在空间信息网络基础理论与关键技术重大研究计划的支持下，重点围绕任务驱动的遥感数据星地协同高效处理机制与方法，开展任务驱动的遥感数据星地协同处理机制研究，遥感数据星地协同智能实时处理方法研究和开展星上通用信息处理平台架构及构建技术研究。①在任务驱动的遥感数据星地协同处理机制方面，完成了遥感数据星地协同处理任务驱动方法研究、遥感数据星地资源能力建模研究和遥感数据星地协同处理资源调度与优化研究。②在遥感数据星地协同智能实时处理方面，完成了多源传感器高质量实时成像研究、星上实时高精度几何定位研究、基于区域分类和稀疏特征的星上数据智能压缩研究和宽幅复杂场景典型目标智能检测研究。③在星上通用信息处理平台架构及构建技术方面，完成了高性能、高可靠、可扩展、可重构星上通用信息处理平台架构研究、星上通用信息处理平台高性能硬件处理构件设计和星上通用信息处理平台软件架构及遥感处理算法的高效并行映射研究。在本项目支持下发表相关学术论文59篇，其中SCI核心期刊论文34篇；EI论文21篇；出版专著2部；授权发明专利16项；申请发明专利4项；获得软件著作权2项；参加国际会议19次，国内会议4次；获2015年湖北省发明专利金奖、2016年湖北省技术发明一等奖、2016年测绘科技进步特等奖和2018年国家技术发明二等奖；项目负责人王密教授获国家自然科学基金委杰出青年基金；项目组陈亮教授获国防科技卓越青年人才基金。本项目为重大计划总体目标中“实现动态网络环境下的高速信息传输、稀疏观测数据的连续反演与高时效应用以及数据处理智能化，提升全球范围、全天候、全天时的快速响应和空间信息的时空连续支撑能力，培养海量空间信息稀疏表征与在轨处理方面的优秀人才”的实现，提供理论、技术和人才支撑。